БЖД (Курс лекции) (стр. 11 )

Шум и вибрация относятся к энергетическим или физическим видам загрязнения окружающей среды. Их негативное воздействие в большей мере проявляется в городах, особенно крупных. Еще недавнее пренебрежительное отношение к этим вредным факторам сегодня обернулось многими трудностями. С физиологической точки зрения понятие шум включает звуковой процесс, оказывающий неблагоприятное воздействие на природную среду. Вибрация — это движение точки или механической системы, при котором происходит поочередное возрастание и убывание во времени по крайней мере одной координаты. Вибрация и звук в окружающей среде распро­страняются в виде колебательных волн, закономерности которых являются аналогичными. Во многих случаях шум является следствием вибрации. К основным источникам шума и вибрации можно отнести средства городского, железнодорожного и авиационного транс­порта, промышленные предприятия и очень часто территории строительных площадок или места производства ремонтных работ. Интенсивный и продолжительный шум отрицательно вли­яет на производительность труда, самочувствие и здоровье человека, а также на животных и растения. Воздействие шума на человека сложно и неоднозначно. С ним связывают нервное истощение и психические расстройства, повышение давления крови и содержания в ней холестерина (избыток холестерина в организме человека приводит к образованию желчных камней, отложению холестерина в стенках сосудов, что нарушает обмен веществ), ослабление деятельности пе­чени, ухудшение пищеварения и развитие язвенных болезней, ослабление зрительных реакций и др. Шум является одним из немногих загрязнений окружающей среды, вызывающих наибольшее количество жалоб населения. Это объясняется тем, что его раздражающий эффект сказывается немедленно в отличие от многих других видов загрязнений, воздействие которых на здоровье может быть и более губительно, но которые не фиксируются органами чувств человека. Отрицательное воздействие вибраций во многом сходно с воздействием шума. Кроме этого она способствует более быстрому износу и разрушению зданий и сооружений, в том числе памятников архитектуры, может отрицательно влиять на наиболее точные технологические процессы.

Органы слуха человека способны различать в виде звука колебания с частотой в среднем от 01.01.010 Гц. Звуки с частотой до 16 Гц называются инфразвуком, а с частотой более 20000 Гц — ультразвуком. Инфразвук и ультразвук оказывают на человека также неблагоприятное воздействие, которое приводит к сходным последствиям. Различные жи­вотные имеют отличные от человека диапазоны восприятия звука. Физиологическое воздействие на органы слуха человека оказывает звуковое давление, которое представляет собой разность между мгновенным значением полного давления и средним значением давления в возмущенной и невозмущенной среде. Единица измерения давления — паскаль (Па). На слух человека действует средний квадрат звукового давления , где черта означает осреднение во времени, которое в органе слуха человека происходит за . При распространении звуковой волны происходит перенос энергии. Средний поток энергии в какой-либо точке среды в единицу времени, отнесенный к единице поверхности, нормальной к распространению волны, называется интенсив­ностью звука в данной точке 1 (Вт/м2) Величины звукового давления и интенсивности звука, с которым приходится иметь дело в практике борьбы с шумом, могут меняться в широких пределах: по давлению до 108 раз, по интенсивности до 10'6 раз Естественно, что опери­ровать такими цифрами довольно неудобно. Наиболее же важно, что ухо человека способно реагировать на относи­тельное изменение интенсивности. Ощущения человека про­порциональны количеству энергии раздражителя. Поэтому были введены логарифмические величины — уровни интен­сивности и звукового давления (Дб):

где — соответственно интенсивность звука и звуковое давление, соответствующие порогу слышимости на частоте 1000 Гц Параметрами, характеризующими вибрацию, являются частота вибрации f (Гц), вибросмещение А (мм), виброско­рость V (м/с) и виброуекорсние а (м/с). По аналогии с шумом в качестве параметра используемого при нормировании и оценке воздействия, также используются уровни виброскорости (Дб)

где — пороговое (исходное) значение виброскорости равное м/с.

Практически все источники шума и вибрации генерируют в окружающую среду полигармонические колебания которые, слагаются из нескольких гармонических Каждая из слагаемых гармонических колебании называется гармоникой. Совокупность частот всех гармоник называется спектром частот шума или вибрационного процесса. Интервал частот, когда частота удваивает свое значение, называется октавой. По характеру спектра шумы подразделяются на широко полосные, имеющие непрерывный спектр шириной более одной октавы, и тональные, в спектре которых есть слышимые дискретные тоны Тональность шума устанавливается измерением уровней звукового давления в третьоктавных полосах частот, когда превышение уровня в одной полосе по сравнению с соседними составляет не менее 10 ДбА. По временным характеристикам шумы подразделяются на постоянные уровень звука, которых за время действия источника шума изменяется не более чем на 5 Дб при измерении на временной характеристике шумомера медленно, и непостоянные, для которых это изменение превышает 5 ДбА. В свою очередь непостоянные шумы могут быть

1) колеблющимися —уровень звука непрерывно изменяется во времени;

2) прерывистыми —уровень звука несколько раз за время измерения резко падает до уровня фонового шума, если источник шума работает с перерывами (паузами) между интервалами, в течение которых (одна секунда и более) уровень остается постоянным и превышает уровень фонового шума;

3)импульсными, состоящими из одного или нескольких звуковых импульсов (сигналов), при этом длительность каждого менее одной секунды, а уровни звука в ДбА, измеренные с использованием временных характеристик шумомера «медленно» и «импульс», отличаются не менее чем на 5 ДбА.

На рис. 1.1 приведены в соответствии с данной класси­фикацией примеры шумов, встречающихся на практике.

Нормируемыми параметрами постоянного шума являются уровни звукового давления Lр в Дб в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000, 4000 и 8000 Гц. Шум, создаваемый промышлен-

Рис 1 1 Виды спектров шума в окружающей среде

а) широкополосный (турбореактивного двигателя),

б) тональный (осевого вентилятора),

в) колеблющийся (транспортных средств),

г) прерывистый (воздухоразделительной установки при
периодическом сбрасывании воздуха)

ными предприятиями, технологическими установками, транспортными средствами и г. д, не должен превышать предельно допустимых спектров (ПС) в жилых и общественных зданиях и на их территории. Для ориентировочной оценки постоянного шума допускается использовать уровни звука Lа в ДбА, также приведенные в нормах и определяемые по Lа корректирующей шкале 'А' шумомера. К предельно допустимым спектрам для территории городов, жилых комнат, палат больниц, детских учреждении, учебных заведений и т. п. в зависимости от характера шума, местоположения объекта (курортный район, новым проектируемый жилой район, существующая застройка) и времени суток (день — с 7 до 23 часов, ночь) нормами предусмотрены поправки.

Для оценки непостоянного шума используется так называемый эквивалентный уровень звука в ДбА, описываемый выражением:

,

где Ра (I) — текущее значение среднеквадратичного звукового давления, определяемого по шкале А шумомера; Т- продолжительность воздействия шума. Эквивалентный уровень непостоянного шума считается аналогичным (по энергии) уровню постоянного широкополосного шума, оказывающего такое же воздействие на человека, как и непостоянный шум. Величина Lэкв, рассчитывается на основании результатов измерений уровней звука в течение наиболее шумных. 30 мин. Для оценки авиационного шума в качестве периода времени для усреднения приняты отдельно день и ночь. Нормируются также и уровни звукового давления, создаваемые судами внутреннего и прибрежного плавания. Принято считать, что территория с уровнем шума боле, 80 ДбА относится к дискомфортной, равным 60-80 ДбА - к относительно дискомфортной, 40-60 ДбА — относительно комфортной, менее 40 ДбА — комфортной. Нормирование инфразвука производится по санитарным нормам, которые задают допустимые значения уровня среднеквадратического звукового давления в стандартных октавных полосах со среднегеометрическими частотами 2, 4, 8 и 16 Гц.

Источники вибрации порождают в средах волны, которые являются затухающими в зависимости от расстояния их распространения (геометрическая диссипация), вязкости среды (диссипация в связи внутренним трением) и изменения амплитуд колебании источника. На объект — приемник колебаний передается обычно два типа возбуждения от внешнего источника: силовое и кинематическое. Во всех случаях вибрации распространяются по грунту и достигают фундаментов зданий и далее по строительным конструкциям переходят воздействуя на ограждающие конструкции отдельных помещений. Допустимые уровни вибрации в жилых домах, условия и правила их измерения и оценки регламен­тируются санитарными нормами. Основными нормиру­емыми параметрами вибрации являются среднеквадратичные величины уровней виброскорости (допускается также использование уровней виброускорения или вибросмещения) в октавных полосах со среднегеометрическими значениями ча­стот 2, 4, 8; 16; 31,5; 63 Гц.